多孔蜂窩結構聚丙烯酸鈉-甲基丙烯酸羥乙酯-絲素蛋白復合材料的制備
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種具有多孔蜂窩結構的復合材料制備方法，具體涉及一種多孔蜂窩結構的聚丙烯酸鈉-甲基丙烯酸羥乙酯-絲素蛋白復合材料的制備方法。本方法屬于生物材料領域，所制備的材料可廣泛用于組織修復、藥物載體。
【背景技術】
[0002]多孔結構材料在生物材料領域中應用非常廣泛，由于其具有多孔結構能模擬細胞外基質(zhì)圍觀結構，利于細胞生長，因此得到廣泛關注?，F(xiàn)有的多孔材料的制備方法有很多種，如冷凍干燥法、鹽析法、熱致相分離法、三維打印、靜電紡絲等，這些方法各有其優(yōu)缺點。如冷凍干燥法鹽析法所得的材料大多為孔壁較薄的片層多孔結構或類似海綿結構，導致強度較低。而靜電紡絲技術所得到的纖維厚度較薄，難以用于需要一定厚度的支架中，如骨修復支架材料。三維打印技術的精度還存在一定的局限性，技術難度較大。丙烯酸具有很強的親水特性，其聚合物也具有超高的吸水性，甲基丙烯酸羥乙酯也具有較好的親水性，但相比丙烯酸具有更好的力學性能，而絲素蛋白具有非常好的生物相容性，廣泛用于各種組織修復材料、藥物載體領域。凝膠材料具有三維網(wǎng)絡結構，因其良好的吸水性，具有很好的生物相容性，非常利于細胞生長，在組織工程材料中應用較廣泛。本發(fā)明采用以上所述三種材料構建復合材料將綜合三種材料各自的優(yōu)點，且通過關鍵復合技術的解決，使復合材料具有多孔蜂窩狀結構，而且具有更優(yōu)異的性能，在組織修復及藥物載體領域具有廣闊的應用前景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為克服現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供一種具有多孔蜂窩結構的復合材料制備方法，材料含有聚丙烯酸鈉-甲基丙烯酸羥乙酯-絲素蛋白等組份，所得的材料可用于人工輔料、組織工程支架、藥物載體等。
[0004]一種多孔蜂窩結構聚丙烯酸鈉-甲基丙烯酸羥乙酯-絲素蛋白復合材料的制備，其特征在于，包括如下步驟:
(1)反應材料準備:丙烯酸及甲基丙烯酸羥乙酯減壓蒸餾后避光并于4°c下保存?zhèn)溆?，絲素蛋白由蠶繭中提取，具體方法為:將蠶繭放入到質(zhì)量百分比濃度為0.5%的碳酸鈉溶液中攪拌，煮沸60分鐘除去蠶繭表面的絲膠，用水洗滌后在60°C下干燥制備得到絲素纖維，將干燥的絲素纖維溶解在溶劑中，得到絲素蛋白溶液，經(jīng)透析、過濾制得絲素蛋白水溶液，最后冷凍干燥得到絲素蛋白多孔海綿；
(2)反應溶液配制:常溫下，將丙烯酸、甲基丙烯酸羥乙酯、絲素蛋白多孔海綿、水、氫氧化鈉、N，N’-亞甲基雙丙烯酰、過硫酸鉀按照一定比例加入到三頸燒瓶中，并持續(xù)通入氮氣，將所有材料攪拌均勻直至溶液澄清無任何可見固體物質(zhì)，得到反應溶液；
(3)復合凝膠材料制備:將反應溶液注入到模具中，靜置脫泡，然后置于60°C下1-12小時，得到固體凝膠狀物質(zhì)，然后將其浸泡于水中使其溶脹，并反復換水，以盡可能除去未反應的單體及引發(fā)劑等可溶性物質(zhì)，將溶脹后的凝膠再次進行干燥，得到復合凝膠材料；
(4)多孔蜂窩結構材料制備:將復合凝膠材料置于一定濃度的亞硫酸氫鈉或其復合鹽溶液中24小時，然后冷凍干燥得到多孔蜂窩結構復合材料，孔徑為5-10 μπι。
[0005]步驟(I)中所述的的溶劑為氯化鈣/水/乙醇的三元溶液、溴化鋰水溶液、硝酸鈣/乙醇/水三元溶液。
[0006]步驟(2)中所述的各組分含量為:丙烯酸20 - 40份、甲基丙烯酸羥乙酯10-30份、絲素蛋白多孔海綿5-20份、水20-50份、氫氧化鈉0.5-5份、N, N’ -亞甲基雙丙烯酰胺
0.1-2份、過硫酸鉀0.1-2份。
[0007]步驟(3 )中所述的模具為硅膠、金屬、樹脂的圓柱形、正方體形、長方體形、球形、圓錐形模具。
[0008]步驟(4)所述的亞硫酸氫鈉溶液濃度為0.1-5%，復合鹽溶液為亞硫酸氫鈉與氯化鈉、磷酸鈉、磷酸氫鈉等的復合溶液，鹽濃度為0.1-5%，pH值為3-5。
[0009]本發(fā)明具有如下優(yōu)點:(I)具有較好的力學強度，抗壓縮強度可達0.5_5MPa ;(2)具有多孔蜂窩結構，孔徑達5-10 ym ; (3)可負載藥物，藥物負載量可達70%_96%。
【附圖說明】
[0010]附圖1為實施例1所得到的復合材料的掃描電鏡照片。
【具體實施方式】
[0011]以下通過具體的實施例對本發(fā)明的技術方案作進一步描述。以下的實施例是對本發(fā)明的進一步說明，而不限制本發(fā)明的范圍。
[0012]實施例1:
(1)反應材料準備:丙烯酸及甲基丙烯酸羥乙酯減壓蒸餾后避光并于4°c下保存?zhèn)溆?，絲素蛋白由蠶繭中提取，具體方法為:將蠶繭放入到質(zhì)量百分比濃度為0.5%的碳酸鈉溶液中攪拌，煮沸60分鐘除去蠶繭表面的絲膠，用水洗滌后在60°C下干燥制備得到絲素纖維，將干燥的絲素纖維溶解在氯化鈣/水/乙醇的三元溶液中，得到絲素蛋白溶液，經(jīng)透析、過濾制得絲素蛋白水溶液，最后冷凍干燥得到絲素蛋白多孔海綿；
(2)反應溶液配制:常溫下，將30份丙烯酸、15份甲基丙烯酸羥乙酯、10份絲素蛋白多孔海綿、40份水、2份氫氧化鈉、I份N，N’ -亞甲基雙丙烯酰胺、I份過硫酸鉀按照一定比例加入到三頸燒瓶中，并持續(xù)通入氮氣，將所有材料攪拌均勻直至溶液澄清無任何可見固體物質(zhì)，得到反應溶液；
(3)復合凝膠材料制備:將反應溶液注入到模具中，靜置脫泡，然后置于60°C下8小時，得到固體凝膠狀物質(zhì)，然后將其浸泡于水中使其溶脹，并反復換水，以盡可能除去未反應的單體及引發(fā)劑等可溶性物質(zhì)，將溶脹后的凝膠再次進行干燥，得到復合凝膠材料；
(4)多孔蜂窩結構材料制備:將復合凝膠材料置于濃度為2%的亞硫酸氫鈉溶液中24小時，然后冷凍干燥得到多孔蜂窩結構復合材料。
[0013]實施例2:
(I)反應材料準備:丙烯酸及甲基丙烯酸羥乙酯減壓蒸餾后避光并于4°C下保存?zhèn)溆?，絲素蛋白由蠶繭中提取，具體方法為:將蠶繭放入到質(zhì)量百分比濃度為0.5%的碳酸鈉溶液中攪拌，煮沸60分鐘除去蠶繭表面的絲膠，用水洗滌后在60°C下干燥制備得到絲素纖維，將干燥的絲素纖維溶解在溴化鋰溶液中，得到絲素蛋白溶液，經(jīng)透析、過濾制得絲素蛋白水溶液，最后冷凍干燥得到絲素蛋白多孔海綿；
(2)反應溶液配制:常溫下，將40份丙烯酸、10份甲基丙烯酸羥乙酯、15份絲素蛋白多孔海綿、30份水、2份氫氧化鈉、I份N，N’ -亞甲基雙丙烯酰胺、I份過硫酸鉀按照一定比例加入到三頸燒瓶中，并持續(xù)通入氮氣，將所有材料攪拌均勻直至溶液澄清無任何可見固體物質(zhì)，得到反應溶液；
(3)復合凝膠材料制備:將反應溶液注入到模具中，靜置脫泡，然后置于60°C下8小時，得到固體凝膠狀物質(zhì)，然后將其浸泡于水中使其溶脹，并反復換水，以盡可能除去未反應的單體及引發(fā)劑等可溶性物質(zhì)，將溶脹后的凝膠再次進行干燥，得到復合凝膠材料；
(4)多孔蜂窩結構材料制備:將復合凝膠材料置于濃度為2%的亞硫酸氫鈉以及氯化鈉復合鹽溶液中24小時，然后冷凍干燥得到多孔蜂窩結構復合材料。
[0014]實施例3:
(1)反應材料準備:丙烯酸及甲基丙烯酸羥乙酯減壓蒸餾后